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Dienstag, 25.04.2017
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Die Silvesternacht ist eine Sekunde länger

Eine Schaltsekunde soll die langsamer werdende Erdrotation ausgleichen

Mit Verzögerung ins Neue Jahr: Die Silvesternacht ist weltweit eine Sekunde länger als sonst. Denn um 23:59:59 Uhr Weltzeit wird eine Schaltsekunde eingefügt. Sie soll dafür sorgen, dass Atomuhren und astronomische Tageslänge der Erde wieder im Gleichtakt laufen. Die letzte Zeitkorrektur dieser Art ist erst eineinhalb Jahre her.
In der Silvesternacht 2016/2017 wird eine Schaltsekunde in die Weltzeit eingefügt

In der Silvesternacht 2016/2017 wird eine Schaltsekunde in die Weltzeit eingefügt

Unser 24-Stunden-Tag leitet sich aus der Erdrotation ab – eine Umdrehung entspricht einem Tag. Doch unser Planet wird allmählich langsamer und dreht sich zudem leicht ungleichmäßig. Ein Grund ist die abbremsende Wirkung des Mondes, aber auch starke Erdbeben wie 2011 vor Japan, sowie das Schmelzen der Gletscher und der Lauf der Jahreszeiten können die Erdrotation verändern.

Erde hinkt hinter den Atomuhren hinterher


Das Problem dabei: Unsere offizielle Weltzeit beruht seit 1967 auf Atomuhren – und diese laufen mit hoher Präzision gleichförmig. Würde man stur dieser Atomzeit folgen, würde sie im Lauf der Zeit immer mehr von der Tageslänge der Erde abweichen. Im Jahr 1972 beispielsweise hinkte die "Erdzeit" der Zeit der Cäsium-Atomuhren schon um zehn Sekunden hinterher.

Um solche Verschiebungen zu verhindern, werden seitdem Schaltsekunden in die Weltzeit eingefügt – immer dann, wenn die Zeitmessung der Atomuhren um mehr als 0,9 Sekunden von der per Erdrotation vorgegebenen Zeit abweicht. Gemessen wird die astronomische Tageslänge unter anderem mit Hilfe von Radioteleskopen, die die Position und Drehstellung der Erde in Bezug auf Quasare im All bestimmen.


Blick in die Uhrenhalle der PTB mit zwei primären Cäsium-Atomuhren (hinten) und im Vordergrund einer Cäseriumfontänen-Uhr.

Blick in die Uhrenhalle der PTB mit zwei primären Cäsium-Atomuhren (hinten) und im Vordergrund einer Cäseriumfontänen-Uhr.

Schaltsekunde in der Silvesternacht


In diesem Jahr ist es wieder soweit: In der Silvesternacht wird eine Schaltsekunde fällig – die 27. seit 1972. Sie wird am 31. Dezember 2016 nach 23:59:59 Uhr UTC eingefügt. Die letzte Minute im alten Jahr hat dadurch 61 Sekunden. Weil Deutschland eine Stunde hinter der Weltzeit liegt, geschieht diese Einfügung nach unserer Zeit erst um 00:59:59 Uhr – also schon im neuen Jahr.

Umstellen müssen wir deswegen aber nichts: Funkuhren, Computeruhren und der Telefonzeitdienst empfangen automatisch Signale, die die Schaltsekunde einfügen. In Deutschland werden diese Signale von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) gesendet. Das Programm des Langwellensenders, über den die PTB die Zeitsignale aussendet, wurde bereits für die Einführung der Schaltsekunde vorbereitet.

Letzte Einfügung ist erst eineinhalb Jahre her


Interessant dabei: Die intervalle, in denen solche Schaltsekunden eingefügt werden, schwanken. Die letzte Zusatzsekunde gab es erst vor eineinhalb Jahren: am 30. Juni 2015. Davor gab es weitere Schaltsekunden an Silvester 2005 und 2008.

Hätte es keine Schaltsekunden gegeben, würde unsere Atomzeit heute um 37 Sekunden vorgehen, hier auf der TAI-Uhr zu sehen.

Hätte es keine Schaltsekunden gegeben, würde unsere Atomzeit heute um 37 Sekunden vorgehen, hier auf der TAI-Uhr zu sehen.

Zum Vergleich: Zwischen 1999 und 2005 vergingen sieben Jahre, bevor eine zusätzliche Schaltsekunde nötig wurde. Das demonstriert sehr gut, wie unregelmäßig unsere Erde rotiert. Im Durchschnitt dauert es zwar zwischen 500 und 750 Tagen, bis sich eine Sekunde Unterschied zwischen Atomzeit und Erdzeit angesammelt hat, dieser Verlangsamung der Erdrotation sind aber viele kurzfristige Schwankungen überlagert. Dadurch variieren die Intervalle der Schaltsekunden zwischen sechs Monaten und eben jenen sieben Jahren.

Fakt ist: Für unseren Alltag sind die Schaltsekunde und diese Schwankungen kaum relevant – und schon gar nicht spürbar. Doch in der Astronomie oder bei der Satellitennavigation kommt es auf winzigste Zeitdifferenzen an. Denn nur wenn die Atomzeit akkurat auf die Drehung und Position der Erde abgestimmt ist, können die Teleskope auch ihr Ziel präzise anvisieren.
(Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), 30.12.2016 - NPO)
 
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